基于OBE的进阶式自动化卓越工程师培养模式改革与实践*

◆陈景波 谢启 徐惠钢 许仙珍

0 前言

地方本科高校自动化专业在卓越工程师教育培养计划实施过程中主要面临三个方面的困境：一是人才产出与社会需求存在结构性的供求矛盾，“智”造时代自动化技术的飞速发展，使教学内容和培养规格滞后产业发展的问题更加突出；二是育人平台对学生的引领能力较弱，学生学习动力不足；三是缺乏系统化的质量监控和持续改进机制[1-3]。本文给出一种可供参考的解决方案。

常熟理工学院自动化专业于2012年2月成为教育部卓越工程师教育培养计划试点，明确了为区域内占主导的现代制造企业培养自动控制系统设计和集成的应用型工程师的定位。2012年5月，自动化卓越工程师合作教育联盟成立，形成与行业内多家骨干企业合作，按模块开展企业阶段培养的思路。从2014年9月开始，自动化专业通过引入工程教育专业认证理念，推动全体教师深入实践基于学习产出为导向的教育模式（Outcomes-based Education，OBE），校企合作，共同探索并形成基于OBE的进阶式自动化卓越工程师培养模式。

1 培养模式的总体设计

专业结合自身特色，经过对地方产业需求的调研、校企合作的开展，形成以“一个目标、三项技能、四度融入、五个阶梯”为特征的自动化专业卓越工程师培养模式改革思路。

一个目标 培养区域经济发展急需的现代制造业领域的应用型工程师，围绕此目标设置专业方向、关键专业能力，设置阶梯式能力训练要求。

三项专业能力 围绕学生PLC编程与自动化系统集成能力、单片机开发能力和测控技术应用能力三项关键专业能力的获得设计课程体系、课程内容及教学方式，创设实验条件。

四度融入 在培养过程实施中合作企业逐步加深融入，从前六个学期企业高管和工程师参与入学教育和学科竞赛辅导，到第七学期前段为期八周的校企合作分工（校内教师主要负责理论课授课，工程师主要负责实践指导）开展的课程教学，再到第七学期后段为期十周的以工程师指导为主、校内带队教师辅助管理的企业综合实践项目训练，第八学期进入校企导师合作指导的毕业设计。

五个阶梯

1）工程能力基础训练。通过基础训练锻炼学生电工电子基本操作技能和控制系统单元部件的设计能力，树立起安全生产意识和严谨的工作作风，为后续的控制系统设计及其实现所用。

2）工程能力单项训练。利用校企共建的大学生创新实验、西门子自动化技术联合示范实验中心、先进测控技术联合实训中心，对专业的三项关键技能进行集中训练，使学生具备初步的开发设计能力，在进入企业后能够成为工程师的小助手。

3）工程能力综合训练。企业方向课程群针对相应的岗位群设置，通过真实的工程实验平台，为学生提供一个真实的工业环境，让学生建立材料、工艺、加工设备、生产效率和产品质量之间相互关系的概念，掌握各种加工方法和设备的合理运用，锻炼学生寻求、接受新科技的敏锐性，培养学生的求知精神和自我知识更新的能力。

4）模拟工程项目训练。由具有工程师资格的现场人员做指导，通过模拟设计企业已经完成的实际项目，掌握设计基本工具、规范，了解系统设计、制造和检测等流程工艺和开发过程管理及文档编写，全面提高学生专业综合应用能力、工程意识、创新意识等。

5）实际工程项目训练。对结合企业实际工程问题的毕业设计，题目和内容由校内导师与企业导师共同制定，设计指导采取双导师制，在企业完成，使学生尽早熟悉企业，涉足企业课题，加盟企业技术研发与创新团队。

培养模式总体设计框图如图1所示：第一条主线是由一个目标、三项专业能力到五个阶梯的目标分解逻辑；第二条主线是合作企业在培养过程中逐步加深融入教学的过程；第三条主线是围绕解决复杂工程问题的五个阶梯设置。

图1 自动化卓越工程师培养模式总体设计框图

2 培养模式改革的实施过程

以“注重学理，融入业界”理念开展专业建设

1）关注学术之理，避免过度实用化。以能力为核心，从三项关键专业能力培养入手，加强学科基础课程、专业基础课程建设，围绕解决工业现场复杂工程问题能力，设置工程能力递进目标，工程基础、工程单项、工程综合、模拟工程、实际工程等五项能力训练逐次提高（见图1）。

2）关注学习之理，积蓄成长后劲。提供多种选择，激发学生专业兴趣。对部分课程，可以选择自主学习的方式。引导学生有目的学习，加强指导，每个班都由专业教师担任班主任，为每位学生制作学业状态诊断图，开展学习过程跟踪评估，有针对性地指导学生选择。

3）践行“借助于产业、服务于产业”。成立卓越教育联盟，引进优质教学资源，引入适度竞争。企业专家深度参与教学体系重构，从参与方案论证、毕业生评价，深入到培养目标确定、共同研制综合实训设备、共同编写教材等教学设计细节；从讲座、生产实习，深入到学科竞赛、毕业设计指导、合作课程教学等过程。在实施过程中，分阶段逐步融入教学过程。

以工程教育专业认证标准为依据，反向设计课程体系

1）建立毕业生跟踪和专家团开放讨论制度，制定“体现当前、面向未来”的培养目标。将培养目标按工程知识与能力、工程素养、职业能力设计问卷，通过调研获取毕业生的反馈；通过学生社会实践走访获得用人单位的评价和期望；请20位左右年龄35周岁以上的行业专家，就以上三方面尽可能多地列写要求；将统计的两种数据反馈给专家，展开充分讨论后再次各自排序；统计整理后的结果再讨论确认；再走访一些专家，微调修正，最后结合工程教育专业认证标准，形成本专业的培养目标、毕业要求。

2）以培养目标和毕业要求为导向，反向设计课程体系。建立毕业要求与课程体系的关联矩阵，使其覆盖所有毕业要求指标点。然后将毕业要求二级指标作为课程目标，按照课程教学内容、教学方法、学习成果考核的关联关系设计课程教学大纲，使课程目标支撑毕业要求的达成。

3）OBE理念引导下全面推进课程教学改革，促进学生学习成果的达成。建立理论应用能力考核为主的多元化、规范化考评方式，课程的教学目标明确，学生的学习要求明确，并通过课程目标的评价，教师和教学管理人员可及时发现教学方法、考核方式以及学生学习上的不足，促使教师及时开展教学改革。

构建质量保障体系，保证校内外教学质量 建立有效的质量监控体系，完善反馈机制，以产出评价为核心，持续改进人才培养[4]。

1）构建教学过程监控体系，在课程、毕业要求、培养目标三个层次上构建三个反馈回路，通过课内循环、校内循环、校外循环对教学环节、课程体系和培养方案实施反馈调整，确保课程体系满足毕业要求的达成，力求专业人才培养符合社会和行业等各方期望，有力支撑培养目标的总体达成；

2）建立毕业要求达成度评价体系，评价结果反馈于教学体系，形成校内循环，对毕业要求指标体系、课程体系和课程教学持续进行改进；

3）完善毕业生跟踪反馈和社会评价的校外反馈机制，定期对培养目标和毕业要求的合理性与达成度进行评估，以验证专业建设的符合性和有效性。

3 结语

该培养模式经过六年实施，成效显著，对地方本科院校“卓越计划”实施可以发挥示范作用。2016年和2019年，自动化专业两次通过工程教育认证。2017年，“以产业发展为导向，以工程认证为依据的卓越现场工程师培养模式改革与实践”获江苏省教学成果奖二等奖。2018年8月，受教育部高等教育司委托，教育部高等学校自动化类专业教学指导委员会组织专家，按照“卓越计划”通用标准和专门要求，对本专业“卓越计划”实施情况进行评价考查工作，给出评价意见：该专业按照“注重学理，融入业界”的人才培养理念，培养具有“应用型、地方性、开放式”特征的应用型人才，构建能力导向的课程体系和考核评价机制，将工程化教学方式方法改革作为落实“卓越计划”的核心；突出基于项目的“研中学、做中学”教学模式；强化基于企业现场实践的实习与毕业设计；实行双导师制指导模式；将人才培养作为产学研协同的根本目标；培养过程与地方经济建设结合紧密；学生实践能力强，毕业生就业质量高，“卓越计划”实施成效显著。2019年，“基于OBE的自动化卓越工程师培养模式探索与实践”获中国自动化学会高等教育教学成果奖二等奖，同年获得国家一流专业建设点。

自动化专业将继续以新工科建设和“卓越计划2.0版”实施为契机，在面向新工科建设的实践教育体系与实践平台构建、新工科多方面协同育人模式改革等领域建进行探索研究，以适应新经济特征，培养符合产业需求的人才[5]。